29 мая 2024, среда, 01:20
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

13 декабря 2022, 09:00

Оболочки вирусов и японское искусство плетения корзин

Узор кагомэ
Узор кагомэ
oist.jp
Российские ученые предложили новую структурную модель оболочек флавивирусов, вызывающих энцефалит и геморрагическую лихорадку. Согласно ей вирусные частицы проходят сложный цикл созревания, при котором их поверхность, вначале рыхлая и похожая на японский узор кагомэ, становится более гладкой и плотной. Это необходимо, чтобы новые инфекционные частицы могли заражать человеческие клетки. Понимание устройства и механизма созревания вирусных оболочек поможет ученым разработать вакцины и препараты для борьбы с заболеваниями, которые вызывают эти вирусы. Об исследовании сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
 
Из-за того, что вирусы крайне миниатюрны (примерно в 50 раз меньше бактерий), их геном также невелик и может кодировать всего несколько белков, из которых состоит капсид — оболочка вируса. Поэтому обычно она строится из множества копий одного и того же белка или нескольких белков. Сборка капсида напоминает игру с детским конструктором, в котором есть всего несколько видов деталей. Интересно, что «инструкция по сборке» оболочки не кодируется вирусным геномом, а заложена в форме уже готовых белков. Так, подобно деталям конструктора, эти молекулы могут соединиться лишь определенными участками, благодаря чему капсиды собираются самопроизвольно.
 
 
 
Устройство трехслойной оболочки флавивирусов на примере вируса Зика. Источник: Konevtsova et al. / Biomaterials Science, 2022
 
Ученые из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) с коллегами из Китая описали принцип сборки сложных оболочек флавивирусов — возбудителей ряда опасных заболеваний человека. Оболочка этих инфекционных агентов состоит из трех слоев: двух белковых — внешнего и внутреннего — и лежащего между ними липидного. Таким образом, помимо одного белкового слоя, характерного для всех вирусных капсидов, флавивирусы имеют два дополнительных, внешних. Они необходимы для защиты генома и взаимодействия с клетками-хозяевами и проникновения в них.
 
Исследователи определили, что сразу после сборки вирусной частицы внешний и внутренний белковые слои оболочки флавивирусов имеют согласованное друг с другом строение, несмотря на то что между ними располагается препятствие в виде липидного слоя. Вместе они образуют очень плотную сферическую структуру, поверхность которой напоминает кагомэ — традиционный японский узор из треугольников и шестиугольников, возникающий при плетении корзин из стеблей бамбука.
 
Кроме того, авторы описали механизм созревания многослойной оболочки флавивирусов. Сразу после процесса сборки отдельные белки внешнего слоя оказываются объединены в тримеры — своеобразные «строительные блоки», состоящие из трех одинаковых молекул. Далее, по мере «путешествия» вновь образовавшихся вирусных частиц в хозяйской клетке, оболочка видоизменяется и становится более плотной. Когда вирус подходит к мембране, чтобы покинуть клетку и отправиться заражать соседние, он сталкивается с увеличивающейся кислотностью. В результате белки в составе его оболочки меняют свои электрические заряды, вследствие чего изменяется взаимодействие между белками и меняется тип их укладки. Понимание механизма таких преобразований поможет ученым разработать вакцины для борьбы с флавивирусами.
 
«На сегодняшний день не существует противовирусных препаратов и вакцин для борьбы с флавивирусами, вызывающими энцефалит и геморрагическую лихорадку. Однако наши исследования могут помочь сделать шаг к решению этой проблемы. В дальнейшем мы планируем исследовать механизмы сборки других семейств вирусов, вызывающих заболевания у человека», — рассказывает руководитель проекта Сергей Рошаль, профессор кафедры «Нанотехнология» Южного федерального университета.
 
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Biomaterials Science.

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.